История Земли в 25 камнях: Геологические тайны и люди, их разгадавшие - Дональд Протеро Страница 17

Мир Юрского периода

Органические окаменелости для натуралиста – то же самое, что монеты для антиквара; это древности планеты, которые совершенно отчетливо показывают ее постепенное закономерное формирование – через различные изменения обитателей водной стихии.

Уильям Смит

Разрез Земли

Абраам Готтлоб Вернер, Джеймс Хаттон и большинство натуралистов конца XVIII в. концентрировались на масштабном теоретическом понимании Земли. Они исходили из примеров обнажений в Шотландии, Германии и других местах и на основании этих ограниченных данных делали обобщения, распространяя их на всю историю Земли. Одни ошибались (Вернер), другие в целом были правы (Хаттон). Все они были состоятельными джентльменами, которым не требовалось зарабатывать на жизнь, или учеными, занимавшими солидные должности, и вполне могли проводить время по своему желанию. У них были образование, деньги и свободное время – ресурсы, необходимые для занятий геологией, которая была для них всего лишь хобби, а не профессией.

Однако взрывной рост добычи угля в конце XVIII в. породил потребность в более практическом, детальном, локальном понимании Земли. Как мы видели в главе 6, людям, ищущим уголь, требовалось составить карту распределения угольных пластов и предсказать, где их будет больше. Новаторский геологический разрез угольных месторождений Сомерсета, сделанный Джоном Стрейчи в 1719 г. (рис. 6.4), стал первой попыткой изобразить поперечное сечение верхней части коры, визуализировать ее строение на небольшую глубину. Однако большинство естествоиспытателей того времени не интересовались такой кропотливой работой, как составление карт и вычерчивание разрезов; натуралисты предпочитали создавать обобщенные и масштабные умозрительные модели Земли, сидя в своих креслах, а не изучать детально реальные обнажения. Кроме того, для ландшафта Великобритании и большей части Европы характерна густая растительность, поэтому выходы пород на поверхность встречаются очень редко, и в большинстве мест трудно получить представление о той геологической структуре, что находится под вашими ногами.

Уильям Смит (1769–1839) не был богатым британским джентльменом, как большинство основоположников геологии (рис. 7.1). Его отец, кузнец Джон Смит, умер, когда Уильяму было всего 8 лет, и он не располагал преимуществами, которыми пользовался высший класс. Однако мальчик рос очень сообразительным и трудолюбивым. Он не ограничился рамками своего скромного школьного образования, проявив особые способности к математике и рисованию. В 18 лет Смит поступил в ученики к Эдварду Уэббу – геодезисту, работавшему в Глостершире. Юноша быстро стал отличным специалистом, способным справиться практически с любым проектом.

Рис. 7.1 Портрет Уильяма Смита. Источник: Wikimedia Сommons

В 1791 г. его наняли для работы в поместье Саттон-Корт в Сомерсете – именно там более 70 лет назад занимался изысканиями Стрейчи. Смит познакомился с картами и разрезами Стрейчи и во многом основывался на них при выборе маршрутов по той же местности. Вместе с Уэббом они 8 лет работали над планом, обдумывая пути для прокладки каналов в Сомерсете, особенно Сомерсетского угольного канала (рис. 7.2). В то время в Англии существовало множество каналов, поскольку промышленная революция требовала дешевых методов транспортировки в крупные промышленные города угля и других товаров. У Смита появилась необычная возможность увидеть свежие обнажения коренных пород на большей части территории Англии, включая районы, которые обычно покрыты растительностью и с трудом поддаются картированию. Он также обследовал и детально изучил многие угольные шахты в этом регионе и повидал больше разрезов земной коры, чем любой британец до него.

Рис. 7.2 (А) Нынешние остатки Сомерсетского угольного канала, землемерные съемки для которого в 1790-е гг. проводил Уильям Смит. Фото автора. (В) Дом Уильяма Смита в Такинг-Милл – деревне южнее Бата, где он жил во время работы на Сомерсетском угольном канале. Это единственный сохранившийся дом из тех, где жил Смит. Фото автора

Большинство горных пород Оксфордшира и Сомерсетшира – часть знаменитой юрской толщи (рис. 7.3), которая дала множество окаменелостей морских рептилий, аммонитов и других морских обитателей на побережье в Лайм-Риджисе. Стратиграфические элементы этой толщи знамениты не только окаменелостями, но и красочными и причудливыми названиями: Голубой лейас (основной слой с окаменелостями в Лайм-Риджисе), Сланцы с говядиной[25], Мергели Блэк Вена, Слои Зеленые аммониты[26], Корнбраш («Кукурузная каша»), Коралловая группа, Нижний оолитит, Лесной мрамор, Киммеридж и знаменитая Оксфордская глина, где были обнаружены не только окаменелости беспозвоночных, но и многие морские рептилии. Некоторые из этих названий (например, Корнбраш) были придуманы самим Уильямом Смитом и используются до сих пор[27]. В юрском известняке Тайнтон к северо-востоку от Оксфорда обнаружили окаменелости первого получившего название динозавра – мегалозавра (Megalosaurus), хотя официально у этой окаменелости не было имени до 1824 г., да и общий термин «динозавры» появился только в 1842 г.

Рис. 7.3 Стратиграфический разрез юрских отложений в центральной Англии. Составлено по нескольким источникам

Фаунистическая преемственность

Когда Смит увидел раз за разом повторяющуюся стратиграфическую последовательность юрских слоев в западной Англии, он выделил не только сами эти формации, но и характерные окаменелости, обнаруженные в каждой из них (рис. 7.4). Что еще более важно, он понял, что сходные по виду горные породы лучше всего различать по их окаменелостям. Этот принцип известен как закон фаунистической преемственности (или последовательности) и служит фундаментом для биостратиграфии и определения возраста горных пород по их специфическим окаменелостям. Со временем Смит мог понять, в каком месте геологического разреза он находится, исключительно по окаменелостям – даже не видя горных пород, которые там нашли. Обращавшиеся к нему за консультацией состоятельные геологи поражались его способности правильно определить, откуда взяты те или иные окаменелости из их коллекций, и умению расположить эти коллекции в надлежащем стратиграфическом порядке.

Рис. 7.4 Открытия Смита базировались на тщательном наблюдении и идентификации окаменелостей в каждом слое. (A) Иллюстрация из публикации Смита. (B) Фотографии некоторых окаменелостей Смита, которые сейчас хранятся в музейных коллекциях. Источник: Wikimedia Сommons

Смит составил списки окаменелостей, характерных для каждой формации, и к 1799 г. они стали широко известны среди британских геологов. Однако ученый не публиковал свою работу еще свыше 10 лет – он был слишком занят созданием первых геологических карт Англии. В 1799 г. он составил карту горных пород вокруг Бата и Сомерсета, а к 1801 г. у него была готова, в черновом варианте, карта многих стратиграфических подразделений Англии. Она стала основой для самого дерзкого его проекта – полной геологической карты всей Англии и Уэльса (рис. 7.5). В течение нескольких лет он работал как независимый геолог-изыскатель, исследуя и нанося на карту все горные породы Британии, которые мог найти, а также выполняя заказы видных персон, занимавшихся изучением земель в своих крупных